RC阶阶电路设计PPT课件.ppt
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1、122RC电路的频率特性一、一阶RC低通滤波电路令图12-6(a)图126(a)所示RC串联电路,其负载端开路时电容电压对输入电压的转移电压比为1.将上式改写为其中2.图12-6根据式(129)和(1210)画出的幅频和相频特性曲线,如图12-6(b)和(c)所示。曲线表明图12-6(a)电路具有低通滤波特性和移相特性,相移范围为0到-90。3.A0.010.1.7071210100100020logA/dB-40-20-3.006.0204060电子和通信工程中所使用信号的频率动态范围很大,例如从102 1010Hz。为了表示频率在极大范围内变化时电路特性的变化,可以用对数坐标来画幅频和相频
2、特性曲线。常画出20log|H(j)|和()相对于对数频率坐标的特性曲线,这种曲线称为波特图。横坐标采用相对频率/C,使曲线具有一定的通用性。幅频特性曲线的纵坐标采用分贝(dB)作为单位。|H(j)|与20log|H(j)|(dB)之间关系如表12-l所示。表12-l比值A与分贝数的关系4.由式(129)和(1210)画出的波特图如图127所示图12-6图12-75.采用对数坐标画频率特性的另一个好处是可用折线来近似。图12-7当 C时是斜率与-20dB/十倍频成比例的一条直线。两条直线交点的坐标为(l,0dB),对应的频率 C称为转折频率。当=C时,20log|H(j C)|=-3dB,常用
3、振幅从最大值下降到3dB的频率来定义滤波电路的通频带宽度(简称带宽)。例如,上图所示低通滤波器的带宽是0到 C。7.二、一阶RC高通滤波电路 令 对图(a)所示RC串联电路,电阻电压对输入电压的转移电压比为8.将上式改写为其中9.波特图如图所示,该曲线表明图12-8(a)电路具有高通滤波特性。由此可见,当 C时,曲线近乎一条平行于横坐标的直线,当 C时,曲线趋近于一条直线,其斜率与20dB/十倍频成比例。以上两条直线交点的坐标为(l,0dB),对应的频率 C称为转折频率。图12-810.当=C时,20log|H(j C)|=-3dB,我们说此高通滤波电路的带宽从 C到。从图(c)可见,该高通滤
4、波电路的相移角度从90到0之间变化,当=C时,()=45。图12-811.图129(a)所示电路的相量模型如图129(b)所示。为求负载端开路时转移电压比,可外加电压源,列出结点3和结点2的方程:图12-9三、二阶RC滤波电路12.消去,求得其中图12-1013.该电路的幅频和相频特性曲线,如图所示。幅频曲线表明该网络具有低通滤波特性,其转折频率 C可令式(1217)求得即求解得到14.上式表明电路参数R、C与转折频率 C之间的关系,它告诉我们可以用减少RC乘积的方法来增加滤波器的带宽,这类公式在设计实际滤波器时十分有用。图12-10(b)所示相频特性表明该网络的移相角度在为0到-180之间变
5、化。当=C时,(C)=-52.55。图12-1015.用类似方法求出12-11(a)电路的转移电压比为其幅频特性曲线如图12-11(b)所示。该网络具有高通滤波特性,其转折频率的公式为图12-1116.该网络移相范围为180到0。当=C时,|H(j C)|=0.707,(C)=52.55。与一阶RC滤波电路相比,二阶RC滤波电路对通频带外信号的抑制能力更强,滤波效果更好。二阶RC电路移相范围为180,比一阶电路移相范围更大。二阶 RC滤波电路不仅能实现低通和高通滤波特性,还可实现带通滤波特性。图12-1117.图1212(a)电路负载端开路时的转移电压比为图12-12其幅频和相频特性曲线如图1
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